基于SDH技术实现车载确定性网络的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法及系统，传感器采集信号数据，网关通过总线接口连接传感器；边缘控制器接入侧通过CPOS接口连接网关，输出侧通过CPOS接口连接中央控制器；网关到边缘控制器，边缘控制器到中央控制器，整个车载网络采用SDH网络连接，划分时隙链路得到CPOS子接口；再根据传感器信号上报周期以及自动驾驶算法下发指令规则，映射到对应的CPOS子接口上，形成有严格时隙保证的车载确定性网络。本发明专利技术通过在网关以及控制器上部署SDH网络，可以细分时隙实时传输传感器的采集信号，又可以在独立时隙通道上实时下发控制指令到执行器。

【技术实现步骤摘要】
基于SDH技术实现车载确定性网络的方法及系统
本专利技术属于自动驾驶
，尤其涉及一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法及系统。
技术介绍
同步数字系列（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是采用同步复用方式和灵活的映射结构，可以从SDH信号中直接分插出低速的支路信号，而不需要使用大量的复接/分接设备，从而能够减少信号损耗和设备投资。CPOS是通道化SDH接口模块的简称，CPOS（ChannelizedPacketOverSDH，通道化的SDH）。它充分利用了SDH体制的特点，提供对带宽精细划分的能力，既可以保障对低速物理接口的数量要求，又可以保障业务数据传输实时性的要求。CPOS接口支持通道化，每个逻辑通道均独享带宽资源，例如一个155MSDH链路，可以支持最大63个2M带宽的细分链路，非常适合各种车载网络细分业务的传输通道绑定。对于车载确定性网络，目前大多是通过以太网TSN技术，在保障时间精确同步的前提下，通过时间敏感的调度算法等方法，保障数据传输的实时性以及时延确定性。但是以太网TSN技术标准众多，配置复杂，而且需要所有车载网络节点都支持TSN技术，导致自动驾驶业务应用场景部署难度大，复杂度高，容易出错。所以，利用SDH技术按照时隙细分链路，实现自动驾驶车载网络业务隔离的方法，非常巧妙地解决了车载网络确定性的诉求。既能满足车载传感器信号实时上报的需求，又能满足自动驾驶控制指令的实时下发需求，为自动驾驶车载网络的确定性提供了一种重要的技术手段。<br>
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法及系统，分别在网关和控制器上部署CPOS接口，利用SDH技术的时隙划分能力，实现车载确定性网络。为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，所述方法包括步骤：（1）传感器采集信号数据，通过总线接口周期性地发送给网关；（2）网关接收传感器上传的信号数据，封装报文；网关通过CPOS接口发送报文给边缘控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；（3）边缘控制器接收网关报文，解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文；边缘控制器通过CPOS接口发送报文给中央控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；（4）中央控制器接收边缘控制器报文，解析融合数据，进行自动驾驶决策；（5）中央控制器决策的控制指令，实时传输到边缘控制器；再由边缘控制器下发到网关，网关通知执行器执行动作。进一步地，网关与边缘控制器之间，边缘控制器与中央控制器之间，配置信号/业务类型与时隙的映射关系，形成每个子接口对应一类信号或者一种业务的资源隔离。进一步地，网关输入侧通过总线接口接收传感器上传的信号数据，封装报文；网关输出侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文给边缘控制器；边缘控制器输入侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口接收网关报文，解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文；边缘控制器输出侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文给中央控制器；中央控制器输入侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口接收边缘控制器报文。进一步地，网关输出侧CPOS接口和边缘控制器输入侧CPOS接口，按照传感器信号类型划分CPOS接口的时隙通道，形成CPOS子接口；边缘控制器输出侧CPOS接口和中央控制器输入侧CPOS接口，按照业务场景类型划分CPOS接口的时隙通道，形成CPOS子接口。进一步地，总线接口LIN/CAN/CAN-FD。进一步地，网关与边缘控制器进行CPOS子接口的点对点协商，生成点对点的通信链路，然后把信号数据封装到PPP报文中发送给边缘控制器；边缘控制器与中央控制器进行CPOS子接口的点对点协商，生成点对点的通信链路，然后把信号数据封装到PPP报文中发送给中央控制器。进一步地，CPOS子接口带宽可以按照时隙划分和映射规则，并形成点对点的连接。一种基于SDH技术实现车载确定性网络的系统，包括传感器、执行器、网关、边缘控制器、中央控制器；网关接收传感器上传的信号数据，封装报文通过CPOS接口上传边缘控制器，边缘控制器支持CPOS子接口配置以及报文处理；边缘控制器解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文通过CPOS接口并上报中央控制器，中央控制器支持CPOS子接口配置以及报文处理；中央控制器解析传感器融合数据，进行自动驾驶决策；中央控制器决策的控制指令，实时传输到边缘控制器；再由边缘控制器下发到网关，网关通知执行器执行动作。进一步地，边缘控制器输入侧通过CPOS接口连接网关，输出侧通过CPOS接口连接中央控制器；中央控制器通过Ethernet接口连接T-BOX终端，终端根据业务信号矩阵映射CPOS时隙配置。进一步地，CPOS接口，按照时隙划分和映射规则配置CPOS子接口，通过对应的CPOS子接口发送报文。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术通过在网关以及控制器上部署SDH网络，既可以细分时隙实时传输传感器的采集信号，又可以在独立时隙通道上实时下发控制指令到执行部件。通过SDH的时隙通道划分技术，每一种业务数据流都独享带宽资源，有效保证了车载网络端到端的时延确定性，也为自动驾驶技术提供了最重要的通信保障。本专利技术通过SDH的时隙划分和带宽资源隔离技术，既保障了车载网络中传感器采集信号实时上报，又保障了控制器决策指令的实时下发。在确保传输带宽和时延的同时，由于使用点对点的组网模式，也隔离了其他不必要的组播或者广播干扰，甚至第三方的非法入侵，极大地提高了车载网络的确定性和安全性。本专利技术适用于通过SDH技术实现车载网络的实时确定性传输，保证自动驾驶算法决策指令可以正确可靠地执行。附图说明图1是基于SDH技术实现车载确定性网络的系统框图；图2是网关与边缘控制器的实现原理图；图3是网关与边缘控制器的处理流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。如图1所示，本专利技术所述的基于SDH技术实现车载确定性网络的系统，包括传感器、执行器、网关、边缘控制器、中央控制器。网关接收传感器上传的信号数据，然后与边缘控制器进行PPP协商，实现传感器信息通过PPP协议承载发送。边缘控制器支持CPOS子接口配置以及PPP报文处理，负责传感器信号数据融合并上报中央控制器。中央控制器支持CPOS子接口配置以及PPP报文处理，解析出传感器融合数据，再通过自动学习和计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：/n（1）传感器采集信号数据，通过总线接口周期性地发送给网关；/n（2）网关接收传感器上传的信号数据，封装报文；网关通过CPOS接口发送报文给边缘控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；/n（3）边缘控制器接收网关报文，解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文；边缘控制器通过CPOS接口发送报文给中央控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；/n（4）中央控制器接收边缘控制器报文，解析融合数据，进行自动驾驶决策；/n（5）中央控制器决策的控制指令，实时传输到边缘控制器；再由边缘控制器下发到网关，网关通知执行器执行动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
（1）传感器采集信号数据，通过总线接口周期性地发送给网关；
（2）网关接收传感器上传的信号数据，封装报文；网关通过CPOS接口发送报文给边缘控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；
（3）边缘控制器接收网关报文，解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文；边缘控制器通过CPOS接口发送报文给中央控制器；具体地，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文；
（4）中央控制器接收边缘控制器报文，解析融合数据，进行自动驾驶决策；
（5）中央控制器决策的控制指令，实时传输到边缘控制器；再由边缘控制器下发到网关，网关通知执行器执行动作。


2.根据权利要求1所述的基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，其特征在于，
网关与边缘控制器之间，边缘控制器与中央控制器之间，配置信号/业务类型与时隙的映射关系，形成每个子接口对应一类信号或者一种业务的资源隔离。


3.根据权利要求1所述的基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，其特征在于，具体地，
网关输入侧通过总线接口接收传感器上传的信号数据，封装报文；
网关输出侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文给边缘控制器；边缘控制器输入侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口接收网关报文，解析传感器信号数据，进行数据融合，封装报文；
边缘控制器输出侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口发送报文给中央控制器；中央控制器输入侧CPOS接口，按照时隙划分和映射规则，通过对应的CPOS子接口接收边缘控制器报文。


4.根据权利要求3所述的基于SDH技术实现车载确定性网络的方法，其特征在于，
网关输出侧CPOS接口和边缘控制器输入侧CPOS接口，按照传感器信号类型划分CPOS接口的时隙通道，形成CPOS子接口；
边缘控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖新，张旸，刘洁，陈诚，
申请(专利权)人：奥特酷智能科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32